臂式斗輪堆取料機回轉結構的設計

劉洪博 孫 洋 劉英磊 尚 飛

（1.北方重工集團有限公司，遼寧 沈陽 110027；2.大連重工.起重有限公司，遼寧 大連 116000）

臂式斗輪堆取料機回轉結構的設計

劉洪博1孫 洋2劉英磊1尚 飛1

（1.北方重工集團有限公司，遼寧 沈陽 110027；2.大連重工.起重有限公司，遼寧 大連 116000）

本文介紹了臂式斗輪堆取料機回轉機構結構型式，討論了臂式斗輪堆取料機回轉機構驅動裝置計算，詳述了回轉機構回轉軸承校核。

臂式斗輪堆取料機；回轉機構；計算；選型

臂式斗輪堆取料機回轉機構主要由支撐部分與回轉驅動裝置組成。回轉支承將兩個相對回轉部件固定，同時將整個回轉支承上部的所有載荷傳遞到下部的基礎上。回轉驅動通過驅動小齒輪與齒圈的嚙合來達到回轉的目的。本文介紹了臂式斗輪堆取料機回轉機構設計。例某項目臂式斗輪堆取料機原始參數: 取料能力：Q=400t/h;堆料能力：Q=500t/h;物料：焦碳；密度：ρ=0.6t/m3;斗輪直徑：D=5.4m;斗數： Z=8個;斗輪轉速：n=6.6r/min; 回轉速度;0.12n/min。

1 回轉驅動功率的計算

回轉驅動主要消耗功率由四部分組成。1.挖掘力側向阻力產生的M側。2.風阻力產生等效風阻力矩M等效風：斗輪機不會長期工作在瞬時風速上，所以M等效風=0.7M風max。3.回轉軸承摩擦阻力矩M摩。4.回轉平面傾角造成傾覆力矩M傾。此力矩小忽略。綜上所述回轉總阻力矩M=M側+M等效風+M摩。

1.1 計算側向挖掘力產生的回轉阻力矩M側

側向挖掘力產生的回轉阻力矩：在《移動式散料連續輸送設備鋼結構設計規范》規定。正常側向阻力設0.3倍正常挖掘阻力。

計算斗輪挖掘力：

取料容積能力Qm=Q/ρ=667 m3/h。

挖掘功率：

P挖=k/171*（Qm*n*z*（D/2））^（1/2）=20.74kW（按《臂式斗輪堆取料機型式及基本參數》規定，選K=11.5kg/cm）。

側向挖掘力:

此力產生回轉阻力矩:M側=F側挖*R==120040N·m≈12T·m。

1.2 計算梁上的風力產生的阻力矩M風：

M風是風在雙工字鋼梁及斗輪體上產生的阻力矩。已知工作風壓q=250N/m2；設梁高0.9m，梁長40m。工字型第2片梁被第1片梁遮擋。規范中得第1片梁風力系數C=1.6，第2片梁風力折減系數 η=0.45。M風1=（250*1.1*1.6*402）/2=352000N·m;M風2=（250*1.1*0.45*402）/2=99000N·m;風在斗輪體處產生的阻力矩 M斗=（q*π*D2）/4*R==228906Nm:M風max=M風1+M風2+M斗==679906Nm。即 M等效風=0.7*679906Nm=475934Nm。

1.3 回轉軸承摩擦阻力矩M摩：

M摩=D軸/2*f*G =44730Nm（軸承摩擦系數f=0.012;軸承公稱滾道直徑D軸=3550;回轉部分重量G=210t）。M＝M側+M等效風+M摩=120040Nm+475934Nm+447 30Nm=640704Nm。P回=M*n/（99550*η）=8.47kW。選電機功率P電=11kW。

2 驗算回轉軸承齒輪強度

選三排滾柱式回轉軸承，型號為 131.40.3550.402。齒 數 Z=170，模數m=22;齒寬b=170mm分;度圓直徑D分=3850mm。齒輪最大圓周力650kN，許 用 圓 周 力 F許=650*0.5=325kN。作用在分度圓上圓周力F分=2*M/D分=328.566kN>325kN=許F。故用 樣 本 上 標準回轉軸承不行。為滿足輪齒強度可用非標軸承，此型號軸承由m22改為m25，其許用圓周力F分=（170/180）*（783/2）=370kN 328.566kN通過。（170/180是齒寬，因m=25齒寬為180mm，其 最大圓周力為783kN，我們選的軸承的齒寬為170mm）。

3 如何確定開式齒輪中心距

一般設計齒輪時采用正變位法來增加齒根強度。

所以，xΣ=（z1+z2）*（inVα＇-inVα）/2tana=0.51057。故 x1=xΣ-x2=0.01057mm即小齒輪的變位系數x1=0.01057mm這是一種較好的結果，即保證了中心距的整數，又使得小齒輪只增大了一點點的強度，也就是說大齒輪的齒根強度大于小齒輪的齒根強度。

結語：本文以臂式斗輪堆取料機，回轉機構在最不利工況下運行為前提，根據長期的實踐驗證本文計算及各種系數的選取是可行的，對工程上的實際應用有一定的參考價值

[1]臂式斗輪堆取料機型式和基本參數[M].北京：中國標準出版社，2011.

[2] 王同輝，等.懸臂式斗輪堆取料機回轉速度的確定[J]. 大重科技，2001.

[3] 候寧.影響回轉支承承載能力的四個參數[J]. 建筑機械，2002.

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